UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

“TECNICAS PARA EL MEJORAMIENTO DE CAMINOS RURALES

SOSTENIBLES”

PRESENTADO POR

OSCAR ARMANDO GUERRA FLORES

ERNESTO ALONSO RIVAS AQUINO

CARLOS ERNESTO RIVERA CARTAGENA

PARA OPTAR AL TITULO DE

INGENIERO CIVIL

CIUDAD UNIVERSITARIA, AGOSTO DE 2003

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

RECTORA :

Dra. MARIA ISABEL RODRIGUEZ

SECRETARIA GENERAL :

Licda. LIDIA MARGARITA MUÑOZ VELA

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

DECANO :

Ing. ALVARO ANTONIO AGUILAR ORANTES

SECRETARIO :

Ing. SAUL ALFONSO GRANADOS

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

DIRECTOR :

Ing. LUIS RODOLFO NOSIGLIA DURAN

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

Trabajo de graduación previa a la opción al grado de:

INGENIERO CIVIL

Título :

“TECNICAS PARA EL MEJORAMIENTO DE CAMINOS RURALES

SOSTENIBLES”

Presentado por :

OSCAR ARMANDO GUERRA FLORES

ERNESTO ALONSO RIVAS AQUINO

CARLOS ERNESTO RIVERA CARTAGENA

Trabajo de Graduación aprobado por:

Docentes Directores :

ING. M. Sc. ROGELIO ERNESTO GODINEZ GONZALEZ

ING. ROBERTO OTONIEL BERGANZA ESTRADA

Docente Director Externo :

ING. HECTOR ALEJANDRO PORTILLO CORTEZ

San Salvador, Agosto de 2003

Trabajo de Graduación aprobado por:

Docentes Directores :

ING. M. Sc. ROGELIO ERNESTO GODINEZ GONZALEZ

ING. ROBERTO OTONIEL BERGANZA ESTRADA

Docente Director Externo :

ING. HECTOR ALEJANDRO PORTILLO CORTEZ

AGRADECIMIENTOS:

Al ser omnipotente que nos permite respirar y que nos brinda todo lo que

tenemos, nuestras familias, amigos y compañeros.

A la Universidad de El Salvador, por brindarnos el medio para aumentar

considerablemente nuestro acervo cultural y convertirnos en profesionales.

A los docentes que compartieron con nosotros sus conocimientos y nos hicieron

forjar nuestras herramientas de sabiduría.

A nuestro coordinador y asesor Ing. M. Sc. Rogelio Ernesto Godínez González

por su profesionalismo y ayuda incondicional.

A nuestros asesores Ing. Roberto Otoniel Berganza Estrada e Ing. Héctor

Alejandro Portillo Cortez por su desinteresada y valiosa colaboración, prestada

a lo largo del desarrollo de este trabajo de graduación.

Al Ing. Carlos Ernesto Ardón, Ing. Dionisio Ramírez y Ing. Hans Tobar del

Ministerio de Obras Públicas por la información proporcionada, la cual fue de

mucha ayuda en el desarrollo de esta tesis.

A todos nuestros amigos que de alguna forma pusieron su grano de arena en la

realización de esta investigación; ya que detrás de estas hojas se encuentran

muchas historias, y personas con su distinta colaboración pero de igual forma

valiosa. Por eso a todos esos protagonistas anónimos que nos ayudaron

incondicionalmente, gracias infinitas.

Oscar, Ernesto y Carlos.

DEDICATORIA:

A Dios por permitirme terminar una etapa más de mi vida y por guiarme en todo

este tiempo.

Al Alma Mater por haberme formado académicamente y permitirme ser parte de

ella.

A mis padres Víctor Manuel Guerra y María Lorenza Flores de Guerra, por

darme las oportunidades que he tenido en mi vida, apoyarme en los momentos

difíciles y sobre todo por creer en mi.

A mi hermana Sofía, por darme todo el apoyo moral y económico a lo largo de

mi vida como estudiante, así como a mis hermanos Margarita, Alicia, Carlos,

Víctor y Saúl, por su apoyo incondicional.

A mi tía Susana, por el apoyo brindado todo este tiempo.

A mis primos Noelia y Jorge por su apoyo incondicional e incentivarme a

concluir mi carrera.

A mi familia en general, que de una u otra manera me apoyaron en el desarrollo

de mi carrera.

Oscar.

DEDICATORIA:

A Dios, por guiarme en todo momento.

A la Universidad de El Salvador, por haberme formado académicamente y

darme las herramientas necesarias para desenvolverme en el ambiente laboral.

A mi madre Angélica Margarita Aquino por apoyarme en todo lo que estuvo a

su alcance en los momento mas difíciles dándome aliento y ánimos para

continuar .

A mi novia Emma, por tenerme paciencia en todo este tiempo.

A mis hermanos Mireya y Quique por darme la mano en diversas actividades y

para motivarlos a desarrollarse mejor en la vida.

A mi tío Kevin Salvador Rivas por apoyarme moralmente en múltiples

momentos.

A mi abuela Inés Rivas

A mi familia en general, por animarme en el desarrollo de mi carrera.

.

Ernesto.

DEDICATORIA

Por sobre todas las cosas, Dios es el ser al que debemos dedicar y agradecer,

todos los que de alguna forma nos sentimos satisfechos por lograr nuestros

propósitos, o por haber puesto lo mejor de nosotros, por alcanzarlos sin dejar

de perseverar, aunque la lucha se vea perdida por momentos. Ya que él hace

posible que tengamos a nuestro lado personas que nos incentiven y apoyen en

las distintas facetas de nuestra vida; comenzando por mi madre y padre

queridos, Oty y Angel, que es lo que más amo en la vida por quien soy lo que

soy, y que sé que con éstas palabras no alcanzo ni nunca alcanzaré a pagarles

lo que por mi han hecho; a mi hermano Angel Alexis que ha sido motivo de

esfuerzo para no defraudar, y por la fe que me otorgan día a día. En fin a toda

mi familia que es tan grande pero que saben que les agradezco por el apoyo

incondicional. Amistades y sentimientos que son difíciles de manifestar en un

par de palabras, una persona que sin mencionarla sabe que le entregué parte

de mi vida y de mi corazón, y me supo compensar con apoyo, amor, y

comprensión, durante mi época de universitario; por eso estaré altamente

agradecido por toda mi existencia, y eso es motivo suficiente para manifestarle

que nunca la olvidaré. Y así mucha gente que me apoyo en los momentos más

difíciles, a mis amigos el gordo Cesar, el Ing. Jovel, Mario A., Rosmary D., Wil,

Tania, Milton C., por ser el logro de todos, GRACIAS. Que Dios los bendiga.

Carlos.

RESUMEN

La actual clasificación vial de la ley de carreteras y caminos vecinales, no

considera el concepto de Camino Rural Sostenible. De acuerdo con los

requisitos establecidos por el Ministerio de Obras Públicas un camino rural

puede ser considerado camino rural sostenible al:

a) Mantener en lo posible la configuración geométrica del camino rural a

mejorar, b) Proporcionar una superficie de rodadura de concreto asfáltico o

concreto hidráulico y c) Preservar en buenas condiciones de funcionamiento los

componentes del camino1.

El trabajo de graduación “Técnicas para el mejoramiento de caminos rurales

sostenibles”, tiene como propósito la realización de una propuesta de

mejoramiento y mantenimiento de los caminos rurales, tomando como caso tipo

el camino Quezaltepeque – San Matías, en el Departamento de la libertad. Para

esto, se utilizó información del Manual centroamericano para el mantenimiento

de caminos rurales de la Secretaría de Integración Económica

Centroamericana. Los resultados obtenidos del estudio de campo, reflejan un

regular estado de funcionamiento del camino; en lo referente a la configuración

geométrica no se encontró valores que estén fuera de los parámetros de las

Normas de Diseño para Caminos Rurales, por lo que no es necesaria su

modificación. Los drenajes laterales se encuentran en mal estado, al no

1 Parámetros establecidos por el Ministerio de Obras Públicas.

encontrarse definidos y en muchos casos inexistentes. La superficie de

rodadura posee problemas, debido a la existencia de baches, canales de

erosión, cárcavas y en algunos puntos la pérdida total del material de cobertura.

Los taludes se encuentran estables, por lo que no existe riesgo de derrumbes

Las obras de paso presentan buenas condiciones estructurales. La señalización

vertical del camino prácticamente no existe, al encontrarse únicamente al inicio

y final del camino.

Con esta información, se realizó la propuesta para el mejoramiento del camino

Quezaltepeque – San Matías, que consiste en proponer el uso de las técnicas

necesarias para corregir y mantener el estado de cada uno de los elementos

que conforman el camino, aplicando los procedimientos de la SIECA para el

mejoramiento de los drenajes y superficie de rodadura, que son los que mayor

daño presentan; en el estacionamiento 0+482 con nivel freático aflorando se

propone un filtro de arena y grava de ¾” con descarga a través de un tubo de 8”

de diámetro hacia la quebrada.

INDICE

CONTENIDO Págs.

Introducción.................................................................................................. i

CAPITULO I GENERALIDADES

1.1 Introducción................................................................................................... 1

1.2 Antecedentes..................................................................................................2

1.3 Planteamiento del problema...........................................................................4

1.4 Objetivos.........................................................................................................5

1.5 Alcances y limitaciones...................................................................................6

1.6 Delimitación del tema.....................................................................................7

1.7 Justificación....................................................................................................7

1.8 Marco Teórico.................................................................................................8

1.8.1 Componentes geométricos...................................................................8

1.8.1.1 Alineamiento Horizontal..........................................................8

1.8.1.2 Alineamiento Vertical ..........................................................11

1.8.1.3 Secciones transversales.............................................. ......13

1.8.2 Componentes de soporte de tránsito................................................16

1.8.2.1 Tipos de suelo......................................................................16

1.8.2.2 Capacidad de soporte de los suelos....................................17

1.8.3 Componentes de Funcionamiento de los caminos............................18

1.8.3.1 Superficie de rodadura........................................................18

1.8.3.2 Obras de paso......................................................................18

1.8.3.3 Sistema de Drenaje...............................................................19

1.8.3.4 Taludes.................................................................................30

1.8.3.5 Derecho de vía................................................................ ....33

1.8.4 Métodos para mejorar las condiciones del suelo de la

subrasante..........................................................................................35

1.8.4.1 Restitución del suelo de subrasante....................................35

1.8.4.2 Estabilización de suelos.......................................................36

1.8.4.2.1 Estabilización con aditivos.................................................36

1.8.4.2.2 Estabilización con suelo cemento......................................37

1.8.4.2.3 Estabilización con cal........................................................39

CAPITULO II ESTUDIO DE CAMPO

2.1. Introducción.................................................................................................41

2.2 Estudio de campo.........................................................................................42

2.3 Condiciones actuales de los Caminos Rurales............................................45

2.3.1 Componentes Geométricos................................................................48

2.3.1.1 Alineamiento horizontal........................................................48

2.3.1.2 Alineamiento vertical.............................................................52

2.3.1.3 Sección transversal...............................................................52

2.3.2 Componentes de Soporte de Tránsito..................................................53

2.3.2.1 Tipos de suelo.........................................................................53

2.3.3. Componentes de Funcionamiento.......................................................53

2.3.3.1 Superficie de rodadura.......................................................54

2.3.3.2 Drenajes.............................................................................54

2.3.3.3 Obras de paso....................................................................55

2.3.3.4 Taludes...............................................................................56

2.3.3.5 Derecho de vía...................................................................57

2.4 Factores que afectan las condiciones Actuales..........................................57

2.4.1 Agua pluvial ........................................................................................59

2.4.2 Pendientes..........................................................................................59

2.4.3 Tipo de tránsito...................................................................................59

2.5 Diagnóstico de las condiciones existentes del camino Quezaltepeque –

San Matías..................................................................................................60

2.5.1 Componentes Geométricos............................................................66

2.5.1.1 Alineamiento vertical ..........................................................66

2.5.1.2 Alineamiento horizontal......................................................66

2.5.1.3 Sección transversal............................................................67

2.5.2 Componentes de Soporte Técnico de Tránsito.............................74

2.5.2.1 Tipos de suelo...................................................................74

2.5.2.2 Capacidad de soporte........................................................74

2.5.3 Componentes de Funcionamiento.................................................76

2.5.3.1 Superficie de rodadura.............................................................76

2.5.3.2 Drenajes...................................................................................77

2.5.3.3 Obras de paso...........................................................................81

2.5.3.4 Taludes......................................................................................83

2.5.3.5 Derechos de vía.........................................................................84

2.5.3.6 Tráfico........................................................................................85

2.6 Diagnóstico para mejoramiento del camino Quezaltepeque –

San Matías.................................................................................................100

2.6.1 Alineamiento vertical.....................................................................100

2.6.2 Alineamiento horizontal.................................................................101

2.6.3 Sección transversal.......................................................................101

2.6.4 Tipos y calidad de suelo................................................................101

2.6.5 Superficie de rodamiento..............................................................102

2.6.6 Drenajes y obras de paso.............................................................102

2.6.7 Taludes.........................................................................................102

2.7 Aplicación de los criterios para Caminos Rurales Sostenibles a partir

del diagnóstico existente y diagnóstico para mejoramiento......................106

2.8 Conclusiones.............................................................................................109

Cuadro anexo al capitulo II..............................................................................111

CAPITULO III PROPUESTA DE TECNICAS PARA MEJORAMIENTO DE

CAMINOS RURALES SOSTENIBLES

3.1 Introducción................................................................................................116

3.2 Clasificación del mantenimiento de caminos..............................................117

3.3 Mantenimiento Preventivo.........................................................................118

3.3.1 Técnicas, Métodos y Especificaciones para cada elemento del

camino...........................................................................................118

3.3.1.1 Estabilización de taludes..................................................119

3.3.1.2 Tratamientos de obras de paso........................................124

3.3.1.3 Sistemas de drenaje.................................................

3.4 Mantenimiento Correctivo...........................................................................149

3.4.1 Técnicas, Métodos y Especificaciones en cada elemento del

camino............................................................................................149

3.4.1.1 Alineamiento horizontal.....................................................150

3.4.1.2 Alineamiento vertical.........................................................163

3.4.1.3 Sección transversal...........................................................171

3.4.1.4 Mejora del suelo superficial de rodadura..........................173

3.4.1.4.1 Restitución de la superficie rasante..................178

3.4.1.4.2 Revestimiento con suelo cemento....................180

3.4.1.4.3 Tratamiento con cal para la subrasante............182

3.4.1.5 Tratamientos correctivos de la superficie de rodaje.........184

3.4.1.5.1 Limpieza de maleza en laterales......................184

3.4.1.5.2 Bacheo de la superficie de rodaje.....................187

3.4.1.6 Limpieza en obras de drenaje.........................................190

3.4.1.6.1 Destape de cunetas..........................................192

3.4.1.6.2 Limpieza de alcantarillas...................................193

3.4.1.7 Tratamiento de taludes.....................................................194

3.3.1.7.1 Conformación y reconformación de taludes.....195

3.4.1.8 Señalización de tránsito...................................................200

3.5 Propuesta de técnicas para el camino Quezaltepeque – San Matías........210

3.6 Conclusiones..............................................................................................224

Formatos anexos al capítulo III........................................................................226

CAPITULO IV RESULTADOS E INTERPRETACIONES

4.1 Introducción...............................................................................................266

4.2 Características de los Caminos Rurales Sostenibles................................271

4.3 Criterios y Parámetros de Aplicación........................................................273

4.3.1 Criterios aplicables al tipo de suelo del camino Quezaltepeque –

San Matías.......................................................................................274

4.3.2 Estabilidad de los taludes de la sección transversal del camino

Quezaltepeque-Sn. Matías...............................................................274

4.3.3 Mejoramiento de pendientes del camino Quezaltepeque –

San Matías......................................................................................274

4.4 Propuesta de acciones técnicas para corregir el mal o regular estado de los

caminos......................................................................................................275

4.5 Plan de mejoramiento y mantenimiento de los caminos después de

realizados..................................................................................................275

4.6 Criterios para el camino Quezaltepeque – San Matías.............................278

CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 Introducción................................................................................................286

5.1 Consideraciones.........................................................................................287

5.2 Conclusiones..............................................................................................290

5.3 Recomendaciones.....................................................................................293

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

APENDICES

INDICE DE CUADROS

Cuadro No.

Cuadro No.1 Promedio de vehículos que circulan por el camino

Quezaltepeque-Sn. Matías..........................................................44

Cuadro No. 2 Longitud de la red vial de El Salvador según clasificación

Técnica .......................................................................................50

Cuadro No. 3 Estado de los caminos rurales en el país....................................51

Cuadro No. 4 Normas de diseño para caminos rurales......................................58

Cuadro No. 5 Resumen de las causas y consecuencias de los distintos

Afectan las condiciones de los caminos rurales..........................61

Cuadro No. 6 Comportamiento de los parámetros principales del alineamiento

Vertical del camino Quezaltepeque-Sn. Matías .........................68

Cuadro No. 7 Elementos del alineamiento horizontal del camino Qz.-SM........70

Cuadro No. 8 Resumen de datos de campo para diagnóstico de las

Diagnóstico de las condiciones actuales de la sección

Transversal.................................................................................72

Cuadro No. 9 Resumen de datos de campo para diagnóstico de las

Condiciones actuales de la estructura de rodaje........................75

Cuadro No.10 Resumen de datos de campo para diagnóstico de las

Condiciones actuales del drenaje...............................................80

Cuadro No.11 Resumen de datos de campo para diagnóstico de las

Condiciones actuales de las obras de paso...............................82

Cuadro No. 12 Principales intersecciones con el camino Qz.-SM.....................88

Cuadro No. 13 Cualificación de los elementos de los elementos del camino

Quezaltepeque-Sn. Matías (Qz.-SM)........................................90

Cuadro No. 14 Cuadro resumen de priorización del mantenimiento por cada

Elemento del camino Qz.-SM..................................................103

Cuadro No. 15 Comparación entre diagnóstico de funcionamiento y

Diagnóstico para mejoramiento...............................................104

Cuadro No. 16 Indicadores para el mejoramiento de los caminos rurales.......112

Cuadro No. 17 Resumen de resultados obtenidos del camino Qz.-SM...........267

Cuadro No. 18 Resumen de técnicas para mejoramiento de

Caminos rurales......................................................................268

INDICE DE FIGURAS

Figura No. 1 Elementos de la curva circular horizontal....................................10

Figura No. 2 Elementos de las curvas verticales..............................................12

Figura No. 3 Sección transversal típica.............................................................14

Figura No. 4 Sección de cuneta.......................................................................22

Figura No. 5 Disipadores...................................................................................24

Figura No. 6 Cabezal Tipo A.............................................................................26

Figura No. 7 Cabezal Tipo C.............................................................................27

Figura No. 8 Cabezal Tipo B.............................................................................29

Figura No. 9 Red vial prioritaria.........................................................................49

Figura No. 10 Ubicación del camino Qz.-SM. En el Depto. De la Libertad........64

Figura No. 11 Mapa de ubicación del camino Qz.-SM.......................................65

Figura No. 12 Parámetros a considerar de la sección.......................................73

Figura No. 13 Talud en relleno.........................................................................120

Figura No. 14 Colocación de bloques de grama..............................................121

Figura No. 15 Talud en corte............................................................................123

Figura No. 16 Fisuras en elementos del puente...............................................123

Figura No. 17 Puente metálico.........................................................................132

Figura No. 18 Elementos de un sistema de drenaje.........................................137

Figura No. 19 Conformación de cunetas..........................................................138

Figura No. 20 Bombeo......................................................................................140

Figura No. 21 Drenaje de vertido......................................................................142

Figura No. 22 Disipadores................................................................................144

Figura No. 23 Drenajes de protección..............................................................145

Figura No. 24 Drenaje subterráneo..................................................................147

Figura No. 25 Alcantarilla.................................................................................149

Figura No. 26 Trazo de la línea central............................................................153

Figura No. 27 Método de la cuerda..................................................................155

Figura No. 28 Método de la cuerda..................................................................157

Figura No. 29 Método del cuarto......................................................................159

Figura No. 30 Método de la tangente...............................................................160

Figura No. 31 Método del saliente....................................................................163

Figura No. 32 Estaca para definición de alineamiento vertical.........................165

Figura No. 33 Método de los visores en alineamiento vertical.........................167

Figura No. 34 Método de los visores aplicado curvas verticales.....................170

Figura No. 35 Escarificación de calzada existente..........................................174

Figura No. 36 Nivelación de la sección transversal.........................................176

Figura No. 37 Reconformación de cunetas......................................................177

Figura No. 38 Esquema de un posible derrumbe de talud...............................197

Figura No. 39 Señales preventivas..................................................................202

Figura No. 40 Señales restrictivas....................................................................205

Figura No. 41 Señales informativas..................................................................207

Figura No. 42 Sección de cuneta propuesta....................................................214

Figura No. 43 Perfil de drenaje subterráneo....................................................218

Figura No. 44 Sección de drenaje subterráneo...............................................219

Figura No. 45 Detalle de cabezal....................................................................220

Figura No. 46 Detalle de drenaje.....................................................................221

Figura No. 47 Desagüe de canaleta colineal...................................................222

INDICE DE FOTOGRAFÍAS

Fotografia No. 1 Estrato rocoso Est. 3+223......................................................76

Fotografia No. 2 Tramo dañado por agua pluvial.............................................78

Fotografia No. 3 Canales de erosión................................................................78

Fotografia No. 4 Afloramiento de agua freática................................................79

Fotografia No. 5 Vista lateral puente sobre quebrada las Tinajas....................81

Fotografia No. 6 Puente sobre quebrada las Tinajas.......................................81

Fotografia No. 7 Conformación de taludes en el camino.................................83

Fotografia No. 8 talud en balcón, Est. 5+796...................................................84

INDICE DE FORMATOS

Formato EST-01.................................................................................................93

Formato EST-02.................................................................................................94

Formato EST-03.................................................................................................95

Formato EST-04.................................................................................................96

Formato EST-05.................................................................................................97

Formato EST-06................................................................................................98

Formato EST-07.................................................................................................99

Formato RUT - 5...............................................................................................227

Formato RUT - 6...............................................................................................228

Formato RUT - 7...............................................................................................229

Formato RUT - 8...............................................................................................230

Formato RUT - 9...............................................................................................231

Formato RUT - 10.............................................................................................232

Formato RUT - 11............................................................................................233

Formato RUT- 12.............................................................................................234

Formato RUT – 13...........................................................................................235

Formato RUT – 14...........................................................................................236

Formato RUT – 15...........................................................................................237

Formato RUT – 16...........................................................................................238

Formato RUT – 18...........................................................................................239

Formato RUT – 19...........................................................................................240

Formato RUT – 20...........................................................................................241

Formato RUT – 21...........................................................................................242

Formato RUT – 23...........................................................................................243

Formato RUT – 25...........................................................................................244

Formato RUT – 26...........................................................................................245

Formato RUT – 27...........................................................................................246

Formato PER – 4..............................................................................................247

Formato PER – 6..............................................................................................248

Formato PER – 7..............................................................................................249

Formato PER – 8...............................................……........................................250

Formato PER – 13............................................................................................251

Formato PER – 14............................................................................................252

Formato PER – 16............................................................................................253

Formato PER – 19...........................……..........................................................254

Formato PER – 20............................................................................................255

Formato PER – 21..............................................…….......................................256

Formato PER – 24............................................................................................257

Formato REM – 10...........................................................................................258

Formato REM – 12...........................................................................................259

Formato REM – 13...........................................................................................260

Formato REM – 14...........................................................................................261

Formato REM – 39...........................................................................................262

Formato REM – 44...........................................................................................263

Formato REM – 45...........................................................................................264

INDICE DE TABLAS

Tabla No. 1 Porcentaje para determinar el estado del camino Qz.-SM..........100

Tabla No. 2 Separación de los disipadores de energía según pendientes

Del camino..................................................................................144

Tabla No. 3 Profundidad y anchos de zanjas para alcantarilla.......................148

Tabla No. 4 Métodos para trazado de curvas horizontales............................154

Tabla No. 5 Radios y distancias típicas del trazado.......................................162

Tabla No. 6 Taludes, altura e inclinación según el suelo del que están

Compuestos..............................................................................196

SIGLAS UTILIZADAS

MOP: Ministerio de Obras Públicas.

DGC: Dirección General de Caminos.

ASTM: American Standart Testing Materials

TPDA: Tránsito Promedio Diario Anual.

INTRODUCCION

Las malas condiciones que presentan los caminos rurales del país en la

actualidad, exigen una mayor atención en cuanto a la gestión de proyectos para

el mejoramiento de condiciones, ya que en el país las actividades industriales

dependen directamente del sistema de transporte rural que exista, y también es

de vital importancia para realizar todas las actividades de la población que

repercutan estrechamente con el desarrollo de la sociedad. En esta

investigación se analiza un caso típico de las características de los caminos

rurales, además de realizar el estudio de los elementos y cualidades que todo

camino rural debe poseer para satisfacer los requisitos mínimos de

funcionamiento; y propone técnicas y procedimientos de acuerdo a los recursos

con que disponen las municipalidades, y entidades como el Ministerio de Obras

Públicas. La aplicación de estas técnicas y el cumplimiento de las Normas de

Diseño para Caminos Rurales, se traduce en la transformación de un camino

rural a un camino rural sostenible; lo cual es lo perseguido en este trabajo de

graduación, para colaborar sustancialmente en la formulación de proyectos de

mejoramiento de caminos rurales sostenibles.

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCIÓN.

Los caminos rurales como todas las vías de comunicación terrestre poseen

elementos que componen su estructura y que son parte importante para su

buen funcionamiento; los cuales es necesario cuantificar y cualificar para

establecer parámetros que nos indiquen el estado de sus características de

durabilidad y funcionamiento. Es por eso que para la formulación de técnicas y

procesos que generen mejoras en las condiciones físicas de los caminos, es

necesario conocer la manera adecuada de extraer información acerca de sus

características principales, e identificar los márgenes que definan los alcances

de la investigación ya que en este proceso se deberá establecer los aspectos

que ayuden mas directamente a la formulación de estas técnicas. Además el

estudio en profundidad de las características de cada elemento componente de

los caminos brindara un mayor aporte a la investigación enriqueciéndola de

bases teóricas que puedan ser traducidas en aplicaciones practicas que al fin

de cuentas son el propósito de este documento. De esta forma se ha realizado

una recopilación de información que permita la formulación practica y factible de

técnicas para el mejoramiento de caminos que sean artífices de la conversión

de un camino rural a camino rural sostenible.

1.2 Antecedentes.

El sistema vial nacional, se inició en el año 19172, con la construcción de la

carretera San Salvador-Puerto de la Libertad. Entre 1932 y 1943 se hizo la

carretera Interamericana (CA-1), la vía San Salvador – Zacatecoluca, San

Salvador – Sonsonate y otras, que actualmente forman parte de la red vial

principal del país. A la vez, se inició la construcción de la red de caminos

rurales actuales para unir las zonas agrícolas del país, propiciando con esto su

desarrollo, esta es, Santa Ana, Santa Tecla, Cojutepeque, San Vicente y San

Miguel. Entre 1955-1961, se construyó la carretera del Litoral paralela a la

carretera Interamericana (CA-1) con una red de caminos de alimentación. En el

año 1969 mediante el decreto N° 463, Ley de Carreteras y Caminos Vecinales,

se normó el desarrollo de caminos rurales y vecinales para cada Municipio (Art.

4 de la Ley. En el año 1989 La Dirección General de caminos estableció

delegaciones propias en todas las cabeceras departamentales del país, con el

nombre de “Residencias de Mantenimiento” a cargo del Departamento de

Obras Viales. Actualmente las delegaciones dependen directamente del

Ministerio de Obras Públicas.

2 Somoza Rodríguez, Efrain. 1985. Metodología para la Planificación y Evaluación de Caminos

Rurales. Trabajo de Graduación. Universidad de El Salvador. San Salvador.

En 19923 se obtuvo un inventario de carreteras y caminos rurales tomado en

cuenta por el Ministerio de Obras Públicas en la realización de proyectos de

caminos rurales y caminos rurales sostenibles.

Para enfrentar los problemas de mal estado de los caminos, generalmente las

municipalidades no cuentan con recursos suficientes, se hace limpieza de

maleza, destape de canaletas y bacheo, esto solo en algunos caminos y con

poca frecuencia. El mejoramiento de caminos rurales se ha realizado aplicando

lo establecido en el Manual de la Secretaría Permanente de Tratado de

Integración Económica Centroamericana (SIECA), 1974, Especificaciones de la

Administración Federal de Carreteras, (FP 96), relativas al diseño y

construcción, en concordancia con las Normas de la Asociación Americana para

el Ensayo de Materiales (ASTM) y la Asociación Americana de Autoridades

Estatales de Carreteras y Transporte (ASSHTO) El Ministerio de Obras Públicas

actualmente dispone de especificaciones que involucran metodologías4 de

mantenimiento, unidades de medida y forma de pago, referidas al mejoramiento

de caminos rurales y caminos rurales sostenibles.

3 Inmediatamente que se habían firmado los acuerdos de paz, el 16 de Enero de 1992. Antes se

había iniciado este diagnóstico. 4 Especificaciones técnicas y Requisitos de diseño para caminos rurales. Ministerio de Obras

Públicas. Segunda edición, 2000.

1.3 Planteamiento del problema.

Ya que El Salvador cuenta con un sistema de carreteras y caminos que cubren

casi todo el país, las vías terrestres ocupan un lugar primordial en la

comunicación de regiones y poblados, con lo cual proporcionan el intercambio

de bienes y servicios. Desde el punto de vista geográfico, económico y social,

los caminos han estimulado el desarrollo de regiones para el bienestar de toda

la población. A través de caminos se satisfacen necesidades socioeconómicas

llevando productos y materias primas que necesitan los pobladores y dan

salida a los artículos que se producen localmente, lo cual da importancia al

crecimiento económico social de la región.

Los caminos cumplen la importante función de alimentar, distribuir, y absorber

el tráfico que circula por las carreteras principales, tomando en cuenta los tipos

de vehículos que transitan y las condiciones propias de la zona. Por ejemplo,

las carreteras terciarias con superficie de rodamiento de tierra, están destinadas

a comunicar poblados entre sí; los caminos rurales A y B están destinados a

la comunicación entre caseríos y cantones. Los caminos rurales tienen

pendientes irregulares, carecen de drenaje adecuado y hay inestabilidad de

taludes ya que están expuestos a los efectos del tránsito y la lluvia.

Los caminos deteriorados hacen muy difícil proporcionar servicios de

comunicación y transporte a las comunidades. Las instituciones responsables

de mantenimiento de la red vial, en el país, se encuentran en su mayoría

dedicados al mejoramiento de carreteras principales, desatendiendo los

caminos rurales, que son importantes en el desarrollo de las comunidades

rurales del país.

A causa de los terremotos del 13 de Enero y 13 de Febrero del 2001, las vías

terrestres del país quedaron dañadas en la superficie de rodamiento con

agrietamientos y cortes, obstrucciones de paso por derrumbes de taludes

caídos como el de los chorros en La Libertad y el de la curva la Leona en San

Vicente, generando el mal estado de estos. En la actualidad los gobiernos

municipales cuya estructura organizativa y recursos humanos como financieros

es muy limitada; así mismo técnica, pues las unidades de ingeniería y catastro

cumplen más las funciones de vigilancia municipal y tributaria del inventario

territorial jurisdiccional, administrativamente.

1.4 Objetivos

Objetivo General

Proponer técnicas constructivas en la realización del mejoramiento de caminos

rurales y caminos rurales sostenibles.

Objetivos Específicos

Analizar las características de superficie de rodadura, tipos de suelos,

drenajes y taludes de los caminos rurales y caminos rurales sostenibles para

mejoramiento y mantenimiento.

Realizar el diagnóstico de daños que tiene actualmente la superficie de

rodadura, tipos de suelo, drenajes y taludes en los caminos rurales del

municipio de Quezaltepeque.

Aplicar técnicas de mejoramiento a caminos rurales y caminos rurales

sostenibles en un camino del Municipio de Quezaltepeque, Quezaltepeque –

San Matías.

1.5 Alcances y limitaciones

Alcance

Este trabajo de graduación está dirigido a municipalidades, proponiendo

técnicas para mejoramiento y mantenimiento de caminos rurales sostenibles,

dentro de su jurisdicción, estudiando el tramo de un camino rural en el Municipio

de Quezaltepeque considerando superficie de rodamiento, suelo, drenajes y

taludes.

Limitaciones

La mayor información a cerca del tema se encuentra dispersa y no

sistematizada, acumulada en experiencia por profesionales que han trabajado

en distintos proyectos de carreteras y caminos rurales del país, por lo que habrá

que contactar con ellos para recavar y estructurar la información que poseen y

aplicarla en la realización de este trabajo de graduación.

1.6 Delimitación del tema.

El estudio se orienta al mejoramiento de caminos rural A y B para llegar a

establecer mantenimiento correctivo y preventivo para caminos rurales y

caminos rurales sostenibles a cargo de las alcaldías municipales. Este resultado

se aplicará en el camino que de Quezaltepeque conduce a San Matías,

Municipio de Quezaltepeque, en lo relativo a superficie de rodadura, suelo,

drenajes y taludes.

1.7 Justificación.

Actualmente el Ministerio de Obras Públicas ha cedido a las alcaldías y

comunidades, la rehabilitación, mantenimiento y mejoramiento de los caminos

vecinales, pero no les ha suministrado los recursos que se requieren para

mantener en condiciones aceptables la red caminera existente, ya que con esto,

los costos de operación en vehículos agrícolas, de transporte y particulares se

disminuirían, pues un camino vecinal en buenas condiciones implica

reducción en el costo actual que tiene el país en función de mantenimiento

vehicular y reducción de gastos de operación, repuestos, combustibles y

lubricantes. Se generaría además, beneficios sociales al ser más accesibles

los caminos a todas las personas especialmente a escolares de cantones y

comunidades rurales, así mismo, incremento de actividades comerciales y

agrícolas de la zona; se fomentaría el turismo local en los municipios para que

generen ingresos o beneficios económicos de las poblaciones aledañas;

aumento del tránsito por estas zonas, ya que los caminos rurales conectan

ciudades y pueblos importantes que optarían por circular por esas nuevas vías

mejoradas y así se descongestionarán las vías de mayor afluencia vehicular.

Al estudiar los caminos rurales y vecinales, hoy se hace referencia a los

caminos rurales sostenibles mejorando su diseño geométrico y el aspecto

económico, costo de inversión; pero sin un plan de mejoramiento y

mantenimiento, después de realizados. Lo cual se propondría con este trabajo

de graduación “Técnicas para mejoramiento de caminos rurales sostenibles”.

1.8 Marco teórico.

1.8.1 Componentes geométricos. 1.8.1.1 Alineamiento Horizontal Es la proyección sobre un plano horizontal del eje de la subcorona. Está

integrado por líneas tangentes, curvas horizontales circulares y curvas de

transición o espirales.

a) Tangentes en Alineamiento Horizontal.

Es la proyección sobre un plano horizontal de las líneas rectas que unen las

curvas de un camino. La longitud máxima de una tangente está condicionada

por la seguridad. Las tangentes largas son causa potencial de accidentes,

debido a distracción o somnolencia que producen al conductor al mantener

concentrada su atención en puntos fijos del camino durante mucho tiempo, o

bien, porque favorecen los deslumbramientos durante la noche; según las

normas de diseño para caminos rurales la distancia mínima entre curvas es de

50 m., por tal razón, conviene proyectar alineamientos sinuosos, con curvas de

gran radio.

b) Curvas circulares Horizontales.

Son los arcos de círculo que forman la proyección horizontal de las curvas

empleadas para unir dos tangentes consecutivas; estas pueden ser simples, de

un solo radio, de varios radios o espirales; o compuestas, según se trate de un

solo arco de círculo o de dos o más sucesivos, de diferente radio.

c) Curvas Horizontales de transición o espirales de transición

Un vehículo que pasa de un tramo en tangente a otro en curva circular, lo hace

gradualmente, en dirección, sobreelevación y amplitud necesaria. Para lograr

esto se usan curvas de transición, siendo estas las que ligan una tangente con

una curva circular uniforme; teniendo como característica principal, que en su

longitud se efectúa, de manera continua, el cambio en el valor del radio de

curvatura, desde infinito para la tangente hasta el que corresponde para la

curva circular.

STST

90°

90°

E

M

c

PSC

Lc

PI

0

CLPTPC

Rc

RcPST

Figura Nº 1. Elementos de la Curva Circular Horizontal.

PI = Punto de intersección de la prolongación de las tangentes

PC = Punto en donde comienza la curva circular simple

PT = Punto en donde termina la curva circular simple

PST = Punto sobre tangente

PSC = Punto sobre la curva circular

0 = Centro de la curva circular

Δ = Angulo de deflexión de las tangentes

Δc = Angulo central de la curva circular

Θ = Angulo de deflexión a un PSC

Rc = Radio de la curva circular

ST = Subtangente

E = Externa

M = Ordenada media

CL = Cuerda larga

Lc = Longitud de la curva circular

1.8.1.2 Alineamiento Vertical.

Es la proyección del desarrollo del eje de la subcorona sobre un plano vertical,

está integrado principalmente por tangentes y curvas parabólicas. En

alineamiento vertical al eje de la subcorona se le llama línea rasante; está

integrado principalmente por tangentes y curvas parabólicas.

a) Tangentes en Alineamiento Vertical.

Se caracterizan porque sus pendientes están comprendidas entre dos curvas

verticales sucesivas. La longitud de una tangente es la distancia medida

horizontalmente entre el fin de la curva anterior y el principio de la siguiente. La

pendiente de la tangente es la relación del desnivel entre dos puntos de la

misma, y la distancia horizontal contenida entre ellos; las distancias se

expresan en metros y las pendientes en porcentaje.

b) Curvas parabólicas en Alineamiento Vertical.

Son las que enlazan dos tangentes consecutivas del alineamiento vertical, para

que en su longitud se efectúe el paso gradual de la pendiente de la tangente de

entrada a la pendiente de la tangente de salida, las cuales generalmente son

diferentes. La longitud de las curvas verticales depende, principalmente, de la

distancia de visibilidad, el largo recomendado de una curva es el que mejor se

adapta al terreno natural. Esto debe dar como resultado un camino de

operación segura y confortable, apariencia agradable y drenaje adecuado.

L

PCV

P L/200

P L/200

f

PTV

+P1

-P2

-P2

+P1

L/2 L/2

E

f

e

PIV

PLANO DE REFERENCIA

Figura Nº 2. Elementos de las Curvas Verticales.

PIV = Punto de intersección de las tangentes

PCV = Punto en donde comienza la curva vertical

PTV = Punto en donde termina la curva vertical

P1 = Pendiente de la tangente de entrada en porciento

P2 = Pendiente de la tangente de salida en porciento

L = Longitud de la curva

E = Externa

F = Flecha

1.8.1.3 Secciones Transversales.

La sección transversal de un camino en un punto cualquiera de éste es un corte

vertical, a noventa grados respecto al eje en el alineamiento horizontal. Permite

definir la disposición y dimensiones de cunetas, ancho de vía y pendiente de

bombeo en cada punto correspondiente sobre la tangente en el alineamiento

horizontal; así, cada sección y su relación con el terreno natural, permite

determinar las condiciones que esta tiene para su diseño, control o

mejoramiento. Los elementos que integran y definen la sección transversal son:

ancho de sección y bombeo del pavimento, profundidad y ancho mínimo de

cunetas y pendientes de cortes y terraplenes, subrasante y superficie de

rodadura.

SUPERFICIE DE RODADURA

CUNETA

DEL TALUD

CONTRACUNETA

CORTETRANSVERSALPENDIENTE

TERRENO

NATURAL

DELTALUD

TERRAPLEN

SUBRASANTE

NATURALTERRENO

RASANTE

Figura 3. Sección Transversal TípicaFigura Nº 3. Sección transversal típica.

a) Ancho y bombeo del pavimento.

Las características geométricas de la sección transversal, dependen

principalmente del tránsito que circula por la vía. Así:

La velocidad de circulación regula la separación entre vehículos y el

límite del camino.

El ancho de la sección transversal depende de la intensidad y

velocidad del tránsito.

La pendiente que va, del eje central al borde exterior de la cuneta en

ambos lados del eje de la vía o bombeo facilita el escurrimiento rápido

del agua que cae sobre el camino sin acumulaciones, para buen

funcionamiento y conservación de esta.

b) Profundidad y ancho mínimo de cunetas.

Las cunetas son canales de formas y dimensiones variables según se necesite,

su función es recoger el agua que escurre en los terrenos adyacentes, así como

la que cae directamente sobre la vía. En general, se construyen paralelas al eje

central del camino, en corte, y en relleno; geométricamente, son de pocos

centímetros de profundidad y ancho, descargan en tuberías de alcantarillado o

en canales de desagüe dispuestos a lo largo del camino. La pendiente

longitudinal de la cuneta depende de factores tales como, pendiente del

camino, topografía, y naturaleza del suelo.

c) Pendiente de los cortes y terraplenes.

Las inclinaciones en los cortes o en los terraplenes, son importantes para la

seguridad de los usuarios como para el buen mantenimiento de la estructura del

camino. Las inclinaciones están siempre expresadas numéricamente por la

pendiente, y se establecen de acuerdo a dos aspectos principales: altura y

naturaleza del material. Las dos están relacionadas para asegurar la estabilidad

de cortes y terraplenes. En los terraplenes, por el control que se logra tener en

la extracción y colocación del material, se recomienda una pendiente de 1.5 %.

En los cortes esto no se puede sugerir ya que es necesario conocer el tipo y

disposición de materiales, por lo que se requiere un estudio de las

características de los materiales.

1.8.2 Componentes de soporte de tránsito.

1.8.2.1 Tipos de suelo.

Los suelos se originan por desintegración y/o alteración física y/o química de la

roca madre que, por intemperismo, cambia su composición química y

mineralógica, así como sus propiedades físicas y mecánicas, en el tiempo.

También, por depositaciones y acumulaciones.

Para fines de ingeniería civil, cualquier suelo consolidado o no, está

compuesto de distintas partículas sólidas, gases y líquidos incluidos. Los suelos

por el tamaño de los granos que lo conforman, de acuerdo con el Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) se clasifican en Gravas, Arenas,

Limos y Arcillas, descritas como sigue:

Gravas, son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas que varían en

forma y tamaño entre 2 mm y 76.2 mm de diámetro; las que son acarreadas

por las aguas tienen forma redondeadas. Suelen encontrarse sueltas o

depositadas en lechos, y márgenes de los ríos, también, en depresiones de

terreno rellenando estas.

Arenas, están formadas por granos finos procedentes de la denudación de las

rocas o de su trituración artificial, sus partículas varían entre 0.05 mm y 2 mm

de diámetro. El origen y existencia de las arenas es similar al de las gravas ya

que suelen encontrarse mezcladas en el mismo depósito. Las arenas al estar

limpias, no experimentan contracciones al secarse, no son plásticas y al

aplicarles fuerza se comprimen casi instantáneamente.

Limos, son suelos, generalmente de origen volcánico, granos finos o muy finos,

0.005 mm a 0.05 mm, no plásticos, permeables cementantes, frágiles color gris

claro, pueden estar asociados con materia orgánica o con arcillas.

Arcillas. son suelos que resultan de la descomposición química y mineralógica

de las rocas, debido al intemperismo, son plásticos cuando están húmedos y

secos son muy duros, su permeabilidad es extremadamente baja.

1.8.2.2 Capacidad de soporte de los suelos.

Indica la capacidad que tiene el suelo para resistir el peso impuesto sin

deformarse o disminuir excesivamente la cantidad de espacios vacíos que

contienen. Como consecuencia, el suelo aumenta su densidad, una fuerza que

se aplique en la superficie del suelo y se retire después de algún tiempo, se

observará disminución de volumen y un proceso de recuperación a la forma

original.

1.8.3 Componentes de funcionamiento de los caminos.

1.8.3.1 Superficie de rodadura.

Es la franja de superficie de ancho uniforme a lo largo del tramo de vía,

revestida o no, sobre la que circulan los vehículos desarrollando el tráfico.

Expuesta a lluvias, calor, cargas excesivas, maltrato, malos suelos de

subrasante, nivel freático, drenaje, tipo de capa de superficie y tráfico, conduce

a reducir la buena calidad y buenas condiciones de funcionamiento. En la

superficie de rodadura la pendiente transversal en ambos lados del eje central

hasta las cunetas, bombeo, es indispensable para drenar las aguas

superficiales, lluvia, para preservación de la superficie de rodadura, en buen

estado. Los caminos sin bombeo o con pendientes poco pronunciadas,

menores que 2% son más sensibles y propensos al deterioro porque retienen

agua, los suelos se ablandan y los vehículos expulsan gran parte de los finos, lo

cual ocasiona huecos y depresiones.

1.8.3.2 Obras de paso.

El relieve del país es de topografía irregular, accidentada principalmente por la

presencia de ríos y quebradas que limitan el uso de terrenos para los caminos

por falta de una intercepción adecuada; sin embargo, se desarrollan

asentamientos poblacionales que llegan a ser afectados por el aislamiento

respecto a los demás poblados que son más desarrollados.

En el planeamiento del desarrollo de la red de caminos ha sido necesario

realizar estudios de todas las trayectorias que comuniquen municipios,

ciudades, caseríos; en este proceso, se vuelve difícil evitar la realización de

obras de cruce, puentes y bóvedas, para dar continuidad a los caminos

existentes.

1.8.3.3 sistemas de drenaje

El agua lluvia superficial, ríos y torrentes, contribuyen a la degradación de los

caminos así mismo el agua freática del subsuelo hacia la superficie, dañando la

estructura de soporte del camino a lo largo del tendido del tramo. El daño del

agua a los caminos puede ser por erosión, arrastrando partes de la superficie

de rodadura o dañando las cunetas; debilitamiento de la estructura de la

sección del camino, reduce la capacidad de soporte del camino. Así, un buen

sistema de drenajes logra que el agua fluya ágilmente fuera de la superficie de

rodadura y una vez se recoja en la cuneta se desagua lo más rápido posible.

Un sistema de drenaje está compuesto de dos partes fundamentales: drenaje

superficial y drenaje subsuperficial. El drenaje superficial, comprende el

desalojo del agua lluvia que cae directamente sobre el lecho del camino y la

intercepción y remoción de las aguas que llegan al camino procedente de

terrenos adyacentes. Se tienen los siguientes tipos:

a) Drenaje de la superficie de rodadura, hace que el agua fluya hacia los

laterales y abandone la superficie de rodaje a partir del bombeo que

tiene.

b) Drenaje lateral, recoge el agua procedente de la superficie de rodaje de

ambos lados del eje del camino, a través del bombeo por la pendiente

que tiene y la canaliza en dos cargas a las cunetas.

c) Drenaje de alivio, descarga el agua de las cunetas hacia zonas alejadas

del camino según se requiera para evacuación total de las cunetas.

d) Alcantarilla, conducto que cruza la carretera por debajo de la superficie

de rodaje para descargar el agua que recoge la cuneta de la parte alta y

evacuarla, o permite el paso de quebradas o torrentes.

e) Disipadores o contenedores, evitan la erosión de las cunetas, reducen la

velocidad del agua en las pendientes fuertes.

f) Drenaje de protección, recoge el agua procedente de laderas y la dirige

a drenajes de alivio o a las alcantarillas antes de que esta llegue al

camino.

g) Drenajes de vertido, estos conducen el agua recogida por los drenajes

laterales y de protección, hacia zonas más bajas. un drenaje de este tipo

es preferible cada 20 m, para disminuir posibilidad de daños por

sedimentación u obstrucción de cunetas.

Drenaje subsuperficial: Para remoción de agua que procede de la subrasante y

agua subterránea hacia la subrasante. Se tienen los siguientes tipos:

a) Drenaje freático.

Intercepta, recoge y evacua el flujo de agua subterránea, hacia el subsuelo de

la superficie del camino; drena las bolsas de agua subterránea; y baja el nivel

freático abatiéndolo. Los drenajes freáticos pueden ser canales, superficiales o

subterráneos, a criterio del ingeniero responsable.

b) Drenaje subterráneo

Sirve para eliminar escorrentías de ladera que pasan por debajo de la carretera.

Consiste en zanjas de 1 m de profundidad por 0.5 m de ancho, que se llenan

de piedras grandes de unos 15 cm o más hasta la mitad cubriéndolas con una

capa de grava fina y posteriormente con tierra apisonada. Los drenajes

subterráneos se hacen antes de la formación del bombeo.

Algunos elementos importantes de los sistemas de drenaje:

Cunetas

La función de las cunetas, es recoger el agua procedente de la superficie de la

carretera y de las zonas aledañas. Al excavar las cunetas el material resultante

sirve para formar el elemento más importante del sistema de drenajes: el

bombeo de la sección transversal.

En terreno liso o ligeramente ondulado el ingeniero debe procurar que se

alcance una pendiente longitudinal del 2% al 5 %. Para pendientes inferiores al

2% es fácil la obstrucción por sedimentos, mientras que con inclinaciones

mayores al 5% las cunetas se erosionan con facilidad.

Las cunetas se construyen en tres pasos: excavación de cunetas, corte de

talud, y corte del contra talud. La razón de seguir este orden es la facilidad de

control dimensional, muy superior a cuando se excava de una vez el perfil

definitivo.

TALUD

RODADURA

Figura 4. Sección de Cuneta

Figura Nº 4. Sección de cuneta.

Bombeo

Es la pendiente transversal que se da a lo largo del camino para permitir que el

agua que cae sobre ellos escurra hacia sus cunetas. El objetivo del bombeo es

prevenir la erosión de la superficie por el agua o imposibilitar que esta penetre

bajo la superficie del camino. Para evitar daños es necesario evacuar el agua

rápidamente, lo que se consigue dando al camino un perfil tal que el agua fluya

rápida y libremente hacia los drenajes laterales.

En caminos de dos carriles de circulación y secciones en tangente, es común

que el bombeo tenga pendiente de 2% desde el eje del camino hasta la cuneta

correspondiente.

Peralte o sobre elevación

En curvas con radio menor que 30 m el bombeo se puede sustituir por el

peralte, con el cual casi toda el agua fluirá hacia el lado interior de la curva, y

los vehículos siempre mantendrán su resistencia al deslizamiento hacia el

exterior, provocado por la fuerza centrífuga, la cual depende fundamentalmente

de la velocidad. Ya que los caminos de tierra no se pretende que sean

especialmente rápidos, la construcción del peralte sólo estará justificada en

curvas de radio muy pequeño.

Disipadores.

Cuando las pendientes longitudinales son empinadas, el agua puede alcanzar

gran velocidad. Provocando arrastres y erosión en las cunetas. La manera más

sencilla de resolver este problema consiste en reducir el volumen de agua

disponiendo drenajes de vertido con frecuencia. Cuando esto no es posible, se

recurre a usar disipadores. Estos retienen los sedimentos arrastrados por la

corriente de agua, y producen una serie de tramos de baja velocidad,

interrumpidos por pequeñas cataratas o resaltos.

Los disipadores se construyen usualmente de piedras o troncos de madera. El

nivel superior de los disipadores debe ser de unos 25 cm por debajo del

camino, para así evitar que las cunetas lleguen a desbordarse. El perfil de la

sección libre se debe controlar con una plantilla.

Figura Nº 5. Disipadores

Alcantarillas

Es el drenaje transversal bajo la superficie del camino, su función es permitir el

paso del agua de la parte superior del camino, a la inferior. Son conductos

cerrados, sustituyen a una zanja cuando la corriente de agua encuentre una

barrera artificial, como el terraplén de una carretera. Las alcantarillas,

generalmente consisten en tres partes esenciales: cañón, cabezales y

aletones. Los cabezales y los aletones sirven para impedir la erosión, guiar la

corriente de agua y evitar que las terracerías se socaven. De acuerdo al

estudio hidráulico, se determina la capacidad de desalojo para caminos, con

diámetro mínimo de 30”, los diámetros menores provocan obstrucciones ya que

cualquier rama de árboles puede quedar atravesada con facilidad.

Las alcantarillas pueden ser construidas de diversas formas geométricas y

materiales. Las alcantarillas de tubo pueden ser de concreto reforzado, lámina

corrugada, barro vitrificado, hierro fundido. Las alcantarillas cajón de concreto

reforzado pueden ser sencillas y múltiples. Así mismo las alcantarilla de bóveda

de concreto simple o mampostería.

Las alcantarillas pueden clasificarse en rígidas y flexibles, en base a su trabajo

estructural, al estar sometidas a cargas por rellenos y tránsito que actúan

sobre ellas. Las alcantarillas rígidas están hechas de concreto, mampostería,

hierro fundido, las cuales pueden ser monolíticas o seccionales y se presentan

en forma de tubo, cajones, bóvedas, etc. Este tipo de alcantarillas llega al

colapso total sin deformarse previamente. Las alcantarillas flexibles, son de

lámina metálica corrugada y tienen forma de tubos o bóvedas, las cuales

admiten deformaciones mientras se encuentran dentro de su límite de

resistencia.

Los cabezales más usuales en estas alcantarillas son geométricamente rectos,

L, U, parados o rectos, con aletones, con aletones sesgados.

En el país se usan tres tipos de cabezales, rectos (A) Figura Nº 6, con aletones

(B) Figura Nº 7 y en “L” (C) Figura Nº 8.

Longitud de alcantarilla, es la necesaria para la anchura del camino, la altura

del terraplén y los taludes, sus extremos son secciones terminales, muros de

cabecera, extremos biselados, desagüe en pozo colector o vertedero.

Una alcantarilla debe ser lo suficientemente larga para que sus extremos no

queden obstruidos por sedimentos o por expansión del terraplén.

Pendiente de alcantarilla, la pendiente ideal para una alcantarilla es la que no

ocasiona sedimento ni velocidad excesiva, y evita erosión; es aquella que exige

menor longitud y facilita el reemplazo del conducto en caso necesario. Las

velocidades mayores que 3 m/seg, causan erosión aguas abajo y al tubo si no

se protege.

Una alcantarilla reduce el cauce de la corriente, ocasionando un embalse de

agua a su entrada y un aumento de velocidad dentro del conducto y a su salida,

donde se puede necesitar alguna protección contra la socavación y la erosión.

Figura Nº 6. Cabezal Tipo A

Figura Nº 6. Cabezal Tipo A

Figura Nº 7. Cabezal Tipo C.

Figura Nº 7. Cabezal Tipo C.

Figura Nº 8. Cabezal Tipo B.

Figura Nº 8. Cabezal Tipo B

1.8.3.4 Taludes.

Son estructuras de tierra que delimitan diferencias de elevación y niveles a

través de una superficie inclinada respecto a la horizontal o en posición vertical,

90º; cuando el talud es natural, sin intervención humana, constituye ladera

natural o simplemente ladera. Cuando los taludes son hechos por el hombre se

denominan cortes o terraplenes, taludes artificiales, según sea la génesis de su

formación; en el corte se realiza una excavación de una formación terrea

natural, se producen taludes en los bordes de una excavación que se realice a

partir del nivel del terreno natural, a los cuales se suele denominar taludes de

la excavación. Los terraplenes se complementan con tierra hasta alcanzar el

nivel deseado, a la vez que se conforma el o los planos inclinados de los

terraplenes. Una masa de tierra o talud requiere estabilidad para permanecer

como tal, ofreciendo seguridad, es decir, sin dañarse o colapsar. Las malas

condiciones de un talud tardan meses o décadas después de confeccionado;

su estudio está relacionado directa o indirectamente, con el esfuerzo cortante

del suelo y con la capacidad de carga del terreno que lo sustenta; esto es,

deslizamiento superficial, por movimiento del cuerpo del talud y por licuación del

suelo, originados por la pérdida de resistencia al esfuerzo cortante del suelo

que constituye el talud; también erosión y tubificación.

a) Deslizamiento superficial, cuando las partículas y porciones de suelo

superficial, deslizan lenta y progresivamente hacia abajo por acción de las

fuerzas de gravedad, se produce movimiento y falla del suelo. Este fenómeno

es más intenso cerca de la superficie inclinada del talud, debido a la falta de

resistencia por baja presión de confinamiento en esa zona; eso se puede

detectar por la inclinación de árboles y postes, ruptura de bardas, muros,

acumulación de suelo en las depresiones y valles y falta de los mismos en

zonas altas; esto indica el movimiento del cuerpo del talud, hasta producir

superficies de falla que en unos casos, penetran profundamente en las masas

de suelo que constituyen el talud.

b) Licuación, ocurre por la pérdida rápida de resistencia al esfuerzo cortante, en

arcillas y arenas finas poco compactas, ya que se desarrolla la presión de poro

con rápida elevación de las presiones en el agua intersticial, como

consecuencia de una explosión o un sismo. Los suelos granulares más

susceptibles a la licuación son las arenas finas y uniformes y los suelos finos no

plásticos y sus mezclas, que se encuentran sueltos y saturados, las arenas

sueltas con D

y cortes se manifiestan irregularidades, socavación, surcos y cárcavas sobre el

talud.

d) Tubificación, se origina cuando hay arrastre de partículas de suelo en el

interior del talud, por efecto de las fuerzas de filtración que generan flujos de

agua en el subsuelo. Una vez que las partículas comienzan a ser removidas,

van quedando en el suelo pequeños tubos, por los que el agua circula a mayor

velocidad, con mayor poder de arrastre, de manera que el fenómeno de

tubificación tiende a crecer continuamente una vez que comienza, aumentando

siempre el diámetro de los canales que se van formando en el interior del

terraplén o relleno; una causa que provoca este fenómeno es la mala

compactación.

e) Capacidad de carga del terreno de fundación, cuando el terreno sobre el que

se encuentra el talud es incapaz de soportarlo debido a la baja resistencia

tenida, entonces se dice que hay falta de capacidad de carga del terreno.

Las causas más comunes de inestabilidad de taludes en los caminos, se deben

al aumento de sus parámetros geométricos tales como: inclinación, ya sea por

excavación o erosión superficial, altura, por excavación en la base o relleno en

la parte superior, peso, por cargas adicionales resultantes de construcciones u

otras; es decir, aumento en los esfuerzos actuantes, sin modificar la resistencia

al esfuerzo cortante del suelo. Además, vibraciones causadas por sismos o

explosivos y disminución de la resistencia al esfuerzo cortante del suelo que

constituye el talud, debido a disminución de la cohesión del suelo, aumento de

la presión intersticial, aumento de tensiones de origen tectónico, y pérdida de la

tensión capilar. Frecuentemente los fenómenos de movimientos de tierra,

resultan de la acción conjunta de las causas internas y externas, generando

fallas en taludes naturales o artificiales; aunque sus problemas difieren más por

la naturaleza de los materiales que los constituyen, esto es, origen de

formación, desarrollo geológico, condiciones climáticas, e influencia del hombre

sobre el talud. La acción combinada de estos agentes con la acción de las

fuerzas de gravedad provoca deterioro o deformaciones acumuladas en

procesos geodinámicos repetidos. Por ejemplo, el derrumbe provocado por los

movimientos tectónicos del 13 de enero y 13 de febrero de 2001, en la curva

conocida como “Curva la Leona” en el Km. 52, de la carretera panamericana, en

el departamento de San Vicente, el cual sepulto casi un kilómetro de carretera

provocando la muerte de las personas que transitaban por la vía en ese

momento.

1.8.3.5 Derecho de vía.

Es el ancho de la faja de terreno requerido para la construcción, conservación,

reconstrucción, ampliación, protección y en general, para el uso adecuado de

los caminos.

Según el artículo 27 de la ley de Carreteras y Caminos Vecinales, en el derecho

de vía se prohíbe:

a) Botar basura, escombros o cualquier material de desecho.

b) Dejar abandonados cualesquiera clase de vehículos, partes de las

mismas maquinarias o cualquier aparato o artefacto que pueda estorbar

el tránsito.

c) Depositar materiales de construcción, salvo que sea para construir o

reparar las carreteras o caminos, leña u otros artículos, lo mismo que

secar maíz, arroz u otras semillas.

d) Instalar aparatos mecánicos para diversión y ventas de golosinas u otra

clase de artículos.

e) Hacer mezcla de concreto u otros semejantes, salvo que sean para

construir o reparar los caminos o carreteras.

f) En general, ejecutar todo acto que pueda originar o constituir un estorbo

para el libre tránsito, tales como reunión de personas, construcciones

temporales o definitivas destinadas a cualquier objeto.

El Art. 27, de la Ley de Carreteras, se cumple parcialmente porque en los

derechos de vía normalmente se encuentra basura, escombros, materiales de

desecho, vehículos abandonados o partes de estos, etc. y en general distintas

actividades de negocios y construcciones que obstruyen el libre tránsito.

La mayor invasión de derechos de vía se realiza en las partes próximas a

pueblos, villas y ciudades por personas de pocos recursos que no tienen una

vivienda fija y quienes hacen viviendas improvisadas sin ningún permiso o

autorización por la Dirección General de Caminos. Este mismo tipo de invasión

también es realizado por personas que han emigrado de sus lugares de origen,

debido a destrucciones que han causado efectos naturales como los terremotos

de 1986 y de 2001, inundaciones causadas por la lluvia en los departamentos

de San Miguel y Usulután y otros efectos que han hecho que muchas personas

emigren de sus lugares de origen; además, se realizan invasiones de derechos

de vía por personas irresponsables que colocan cercos para diversos trabajos

de agricultura.

La Dirección General de Caminos, basándose en los Art. 27 y 28 de la Ley de

carreteras emitió el “Reglamento de Permisos para roturas en carreteras” el

cual se hizo con el fin de agilizar los permisos que solicitaran las instituciones

públicas y privadas o personas naturales, para realizar trabajos sobre el

derecho de vía y la forma de pago por parte del interesado.

1.8.4 Métodos para mejorar las condiciones del suelo de la subrasante.

1.8.4.1 Restitución del suelo de subrasante.

La restitución de suelos consiste en el mejoramiento de sus características

físicas y mecánicas a través de la mezcla de suelos con mejores propiedades,

para poder lograr un suelo con características apropiadas. Para ello, se evalúan

aspectos técnicos y económicos, debido a los altos costos asociados con la

explotación y el acarreo del material de una fuente alternativa.

Los detalles del proceso de compactación y la maquinaria utilizada en cada

operación deben ajustarse a la obra particular que se desarrolle, con base en

planos y especificaciones de proyecto.

1.8.4.2 Estabilización de suelos.

Cuando el suelo para cimentar, presenta deficiencias físicas y mecánicas tales

como carencia de capacidad soportante, asentamientos, variaciones de

volumen, marcada permeabilidad, o resulten cuestionables las propiedades

físicas y mecánicas ante agentes intemperizantes, se dan tratamientos para

corregir esas deficiencias del suelo, generalmente con métodos mecánicos

mejorando sus condiciones físicas y mecánicas; esta actividad constituye la

estabilización de suelos.

1.8.4.2.1 Estabilización con aditivos.

La estabilización de los suelos consiste en propiciar propiedades de

incomprensibilidad y resistencia indispensables, sin tener que sustituirlo. Los

métodos de estabilización, varían de acuerdo con la función o efecto que se

desee obtener, siendo éstos: a) Retenedores de humedad, b) resistencia a la

humedad, c) cementación, d) relleno, e) estabilización mecánica, f) alteración

física – química, g) secantes o batidores del nivel freático. Hay agentes

químicos que se agregan al suelo que se quiere tratar, los cuales deben

satisfacer condiciones como: a) compatibilidad con el tipo de suelo, b) ser

permanentes, c) fácil de manejar y preparar, y e) costo acorde con el tipo de

obra a realizar.

1.8.4.2.2 Estabilización con suelo cemento.

Su utilización viene desde el año 1917 cuando recién se había introducido el

cemento al país, se empleó con modestos resultados, siendo hasta el año 1932

que el Departamento de Caminos Estatales de Carolina del Sur de Estados

Unidos de América, desarrolló estudios más serios y completos, motivando

mayor interés en su uso. A todo esto le siguieron investigaciones en diversos

países, tales como Estados Unidos de América, Alemania, Argentina e

Inglaterra, desde mediados del siglo pasado, desarrollando la tecnología

moderna del suelo cemento con análisis acordes con el tipo de suelo de cada

lugar, en la construcción de caminos y viviendas de bajo costo. La técnica

suelo-cemento es apoyada por la Asociación del Cemento Pórtland en Estados

Unidos de América, cuyas publicaciones han hecho que sea conocida

internacionalmente, como alternativa confiable y eficiente para la estabilización

de suelos.

Suelo cemento, es una mezcla destinada a mejorar las condiciones de

estabilidad del suelo, en la cual mediante análisis de laboratorio se establece el

contenido de cemento necesario, para alcanzar requisitos mínimos de

resistencia y durabilidad. Esto se logra cuando a los suelos se les mezcla

cemento y agua en proporciones especificas, bajo determinadas condiciones; la

mezcla resultante se compacta vigorosamente, para obtener las propiedades

establecidas de este material, lo cual resulta de la hidratación del cemento y la

energía de compactación.

Cuando los suelos sólo necesitan aumentar el valor relativo de soporte y

disminuir su plasticidad, se hace una mezcla con pequeñas cantidades de

cemento ( 3% a 8% por peso de suelo seco).

El porcentaje de cemento es el factor que modifica el suelo y se ha logrado

establecer que la mayoría de estos suelos utilizados para elaborar suelo

cemento, se modifican convenientemente con el 14% o menos, de cemento,

pero también es cierto que más del 50% de los mismos suelos requieren

solamente el 10% de cemento5, por lo tanto, es necesario identificar

correctamente el suelo para llegar a un resultado económico.

La forma de establecer los contenidos de cemento para la construcción de

caminos de bajo costo, está basada en hacer varias mezclas de prueba pa